導(dǎo)讀：本文綜合運(yùn)用時(shí)序變化趨勢(shì)、空間集聚分析等方法，從種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型和種植比例變化趨勢(shì)分析了1980 年以來(lái)中國(guó)縣域種植結(jié)構(gòu)的時(shí)空特征。
農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)的時(shí)空變化信息是農(nóng)業(yè)地理和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要研究?jī)?nèi)容，特別是在研究農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)對(duì)陸地碳循環(huán)貢獻(xiàn)，評(píng)價(jià)全球變化對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響，分析農(nóng)作物空間格局動(dòng)態(tài)變化機(jī)制和建立模擬模型等方面可作為基礎(chǔ)信息，對(duì)國(guó)家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、國(guó)家糧食安全預(yù)警和評(píng)估等理論與實(shí)踐問(wèn)題有重要意義。
農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)變化以各種農(nóng)作物種植面積變化為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以作物播種面積占總播種面積的比例表征，其歷史變化規(guī)律可為調(diào)整糧食種植結(jié)構(gòu)和指導(dǎo)農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化提供科學(xué)規(guī)劃、合理布局的依據(jù)。
農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)的時(shí)空分布受自然資源條件和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)行為影響，具有空間集聚性和時(shí)序動(dòng)態(tài)性等特征，因此及時(shí)、有效地獲取農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)的時(shí)空信息尤為重要。
目前獲取農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)信息的數(shù)據(jù)源有兩類(lèi)，一是基于國(guó)家統(tǒng)計(jì)部門(mén)的逐級(jí)統(tǒng)計(jì)上報(bào)和抽樣估測(cè)數(shù)據(jù)集，另外則是運(yùn)用遙感技術(shù)手段進(jìn)行作物面積調(diào)查。遙感技術(shù)因其時(shí)效性和空間精度高，越來(lái)越多的中、高分辨率遙感數(shù)據(jù)地被應(yīng)用于作物種植結(jié)構(gòu)快速調(diào)查中，可及時(shí)準(zhǔn)確地獲取全國(guó)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)信息，遙感獲取種植結(jié)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步，為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的變化提供了有效手段，然而遙感監(jiān)測(cè)的種植結(jié)構(gòu)尚難在宏觀層面進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)序、大尺度上的變化分析。
盡管基于行政區(qū)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在時(shí)效性和空間分辨率方面較差，但統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)研究和大尺度時(shí)空變化分析方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，時(shí)間序列長(zhǎng)和數(shù)據(jù)高度綜合對(duì)于掌握國(guó)家尺度上的農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)時(shí)空變化規(guī)律具有不可替代性，是分析歷史時(shí)期農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)變化規(guī)律的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
改革開(kāi)放前，中國(guó)的糧食種植結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)期執(zhí)行計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制以及錯(cuò)綜復(fù)雜的國(guó)際國(guó)內(nèi)政治經(jīng)濟(jì)形勢(shì)綜合作用的結(jié)果；改革開(kāi)放后農(nóng)作物的種植結(jié)構(gòu)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化，但改革開(kāi)放以來(lái)中國(guó)的農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)變化特征尚缺少研究。
經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致中國(guó)第一產(chǎn)業(yè)的比重不斷降低，與之同期調(diào)整的還有農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)。中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展雖然取得了巨大成就，但進(jìn)一步的發(fā)展也面臨一系列的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整問(wèn)題，特別是農(nóng)業(yè)總產(chǎn)量與結(jié)構(gòu)不合理，部分農(nóng)業(yè)種植區(qū)面臨環(huán)境污染問(wèn)題，作物缺少連茬導(dǎo)致病蟲(chóng)害加重，對(duì)中國(guó)新一輪的農(nóng)作物結(jié)構(gòu)調(diào)整都帶來(lái)不小壓力，新一輪的農(nóng)作物結(jié)構(gòu)調(diào)整亟待總結(jié)過(guò)去30 年的種植結(jié)構(gòu)變化規(guī)律。
因此，本研究旨在基于全國(guó)農(nóng)作物統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，分析農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，為國(guó)家宏觀層面的種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和糧食安全保障提供科學(xué)基礎(chǔ)。
2 數(shù)據(jù)和方法
2.1 數(shù)據(jù)源
（1） 縣級(jí)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。
整理農(nóng)業(yè)部種植司發(fā)布的農(nóng)作物數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得了1980-2011 年逐年的農(nóng)作物總產(chǎn)量、面積和單產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)。由于歷史時(shí)期行政邊界多次變更，研究以2001 年國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心發(fā)布的縣級(jí)行政邊界為基礎(chǔ)，依據(jù)歷史時(shí)期行政邊界變化，將全國(guó)的農(nóng)作物數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)單元整理合并為2341 個(gè)縣，不包含臺(tái)灣、香港和澳門(mén)地區(qū)。形成了一套涵蓋32 年，2341 個(gè)縣的長(zhǎng)時(shí)序空間數(shù)據(jù)集。作物種類(lèi)涵蓋38 種，最終按照農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)要求合并為11 類(lèi)：水稻、小麥、玉米、大豆、薯類(lèi)、油類(lèi)、麻類(lèi)、糖料、棉花、蔬菜、水果。
（2） 種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型。
種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型組合采用作物種植面積占所有作物類(lèi)型種植面積的百分比組合確定，種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型組合可分兩種情況：
① 采用作物種植面積占所有作物類(lèi)型種植面積的百分比超過(guò)30%和前三位的組合確定，一般組合不會(huì)超過(guò)3 種作。例如：某縣級(jí)行政單元的作物種植面積中前三位只有水稻的種植面積占所有作物種植面積的比例超過(guò)30%，則認(rèn)為該縣的種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型為單一水稻型；以此類(lèi)推，有2 類(lèi)或3 類(lèi)作物超過(guò)30%，則以超過(guò)的作物進(jìn)行組合，如水稻—玉米型，水稻—小麥—大豆型。
② 所有作物比例都不超過(guò)30%時(shí)，以前三位作物為組合，例如某縣的水稻種植面積為25%，小麥為24%，大豆為19%，玉米為17%，則可將該縣的種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型組合為水稻—小麥—大豆型。作物類(lèi)型的組合考慮作物類(lèi)型占比和大小排序，前后兩者情況的3 種作物組合可能存在比例上差距，但排序上如果一致可認(rèn)為是同一種作物種植結(jié)構(gòu)組合類(lèi)型。
2.2 研究方法
2.2.1 種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型變化趨勢(shì)為考察全國(guó)尺度上的作物種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型演變趨勢(shì)，定義了一個(gè)種植類(lèi)型組合豐富度公式，其含義表示的是某一年份的種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型數(shù)量與研究時(shí)段內(nèi)全部出現(xiàn)的類(lèi)型比例，公式表示如下：
（1）式中：Rt表示的是某一年種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型的比例，其值域?yàn)?/span>(0, 1]，值越大則種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型越豐富；mt是是某一年種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型的種類(lèi)數(shù)量；mmax是研究時(shí)段內(nèi)所有種植結(jié)構(gòu)組合類(lèi)型的種類(lèi)數(shù)量。
運(yùn)用ArcGIS 10.0 軟件平臺(tái)將種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型的空間分布作圖展示，并統(tǒng)計(jì)歸納種植結(jié)構(gòu)的空間分布特征。根據(jù)時(shí)序上的種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型，分析其變化。
2.2.2 種植結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)分析為研究近30 年來(lái)中國(guó)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)變化的狀況以及該結(jié)構(gòu)的變化速率在空間上的差異，對(duì)全國(guó)2341 個(gè)縣級(jí)行政單元內(nèi)的某種作物對(duì)應(yīng)的比例按年份進(jìn)行一元回歸分析，得到斜率系數(shù)（S），用來(lái)表示某種作物的比例狀況的變化趨勢(shì)。斜率為負(fù)值，表示該縣的某種作物呈減少趨勢(shì)；斜率為正值區(qū)表示該縣的某種作物呈增加趨勢(shì)，如果通過(guò)0.05 的顯著性水平（p < 0.05），則認(rèn)為某種作物變化比例增加或減小趨勢(shì)顯著。斜率計(jì)算公式如下：
（2）式中：S 表示某類(lèi)作物種植比例的變化趨勢(shì)線(xiàn)性斜率；t 為研究時(shí)段內(nèi)的年份；n 為研究時(shí)段內(nèi)的年份數(shù)；Xtj表示的是某年j 作物的種植比例。為分析30 年來(lái)作物類(lèi)型的種植比例變化，將S的空間分布用圖展示出。
2.2.3 種植結(jié)構(gòu)變化的空間聚集采用局部空間自相關(guān)分析（LISA） 方法測(cè)度農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)是否存在變化趨勢(shì)高度集聚。局部Moran's I 指數(shù)公式：
（3）式中：LISAi表示的是種植比例變化趨勢(shì)的局部自相關(guān)指數(shù)；s 為某類(lèi)作物種植比例的變化趨勢(shì)線(xiàn)性斜率的標(biāo)準(zhǔn)差；xi為i 省某類(lèi)作物種植比例的變化趨勢(shì)線(xiàn)性斜率；xj為j 某類(lèi)作物種植比例的變化趨勢(shì)線(xiàn)性斜率；x 為某類(lèi)作物種植比例的變化趨勢(shì)線(xiàn)性斜率的平均值；wij為空間權(quán)重，表示省級(jí)單元i 與j 的臨近關(guān)系，這里根據(jù)鄰接標(biāo)準(zhǔn)來(lái)度量；當(dāng)i 省與j 省相鄰時(shí)，權(quán)重wij取1，否則取0。高高（HH） 集聚的顯著性LISA圖可表示農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)在縣域?qū)用嫔系倪B片分布。
3 結(jié)果分析
3.1 種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型的年際變化
1980-2011 年，按照農(nóng)作物種植面積占30%或者低于30%的按作物種植面積的前三位組合的標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)的種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型數(shù)為182 種。2000 年以前，國(guó)家尺度的種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型數(shù)量介于21~54 種類(lèi)之間，類(lèi)型豐富度在0.18；2002 年后，種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型組合數(shù)量介于84~106 之間，類(lèi)型豐富度指數(shù)增長(zhǎng)至0.52；種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型的調(diào)整表明2000-2002 年期間，中國(guó)種植結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大調(diào)整，類(lèi)型豐富度顯著增加，更為多樣的種植結(jié)構(gòu)逐漸替代簡(jiǎn)單的種植結(jié)構(gòu)（圖1）。
從調(diào)整類(lèi)型來(lái)看，主要是單一型種植結(jié)構(gòu)被組合型種植結(jié)構(gòu)替代，從以糧食作物種植結(jié)構(gòu)為主的種植格局轉(zhuǎn)變?yōu)榧Z食與經(jīng)濟(jì)作物組合的格局。
中國(guó)的主要種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型有單一水稻型、水稻—小麥組合型、水稻—玉米組合型、單一小麥型、小麥—玉米組合型、單一玉米型、單一蔬菜型、單一水果型等等。圖1b 列舉了中國(guó)三大作物及其典型的組合表征的農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型的時(shí)序變化趨勢(shì)。
三大糧食作物的占優(yōu)單一型種植結(jié)構(gòu)呈逐年遞減趨勢(shì)，單一水稻型的縣數(shù)比例由最高值37.5%（1985 年） 降至19.0%（2008 年），單一小麥型由23.3%（1985 年） 降至8.8%（2011 年），單一玉米型相對(duì)穩(wěn)定保持在10%~14%左右；小麥—玉米的組合型在2002 年前維持在15%~20%之間，而2002 年之后降到10%以下；水稻—小麥型也有類(lèi)似趨勢(shì)，2002 年前在6%左右，2002 年后降為2%以下；水稻—玉米型在2002 年前在5%左右，而之后低于1%。
圖1c 展示的是經(jīng)濟(jì)作物的單一種植結(jié)構(gòu)型的時(shí)序變化趨勢(shì)。單一蔬菜型、單一薯類(lèi)型、單一水果型和單一油料型在2002年前比例非常低，2002年后基本都有超過(guò)2%。
3.2 種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型的區(qū)域分異
表1 表示的是種植結(jié)構(gòu)比例數(shù)據(jù)變化，1980-2011 年中國(guó)出現(xiàn)的種植面積前10 位的主要種植結(jié)構(gòu)類(lèi)有16 種。
1980 年時(shí)主要的種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型以糧食作物為主，全國(guó)82.7%的縣級(jí)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)是水稻、小麥、玉米及其相互的組合型號(hào)，前10 位的種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型占全國(guó)總縣數(shù)的93.3%；
1990 年，前10 位的比例略升至95.0%，相比1990 年，單一蔬菜型和單一水果型的種植縣數(shù)替代單一大豆型和單一棉花型進(jìn)入種植結(jié)構(gòu)前10 位；
2000 年，全國(guó)的種植結(jié)構(gòu)尚未發(fā)生根本性變化，但前10 位縣數(shù)已降低了近10%，即有209 個(gè)縣通過(guò)調(diào)整種植作物類(lèi)型，改變了種植結(jié)構(gòu)比例；
2002 年，是中國(guó)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的重大轉(zhuǎn)折時(shí)期，以糧食作物為主的種植結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性變化，前10 位中已種植糧食作物為主要種植類(lèi)型的縣數(shù)降至50.7%，單一蔬菜型縣數(shù)上升至第4 位，占9.1%；
2011 年，中國(guó)前10位的縣數(shù)總量為1699 個(gè)，只占72.6%，相比1990 年減少了524 個(gè)縣（22.4%），糧食作物與經(jīng)濟(jì)作物的混合結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，例如水稻—蔬菜組合型。農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，不僅是大政策的體現(xiàn)。
2002 年以后，中國(guó)的種植結(jié)構(gòu)趨于豐富，既與國(guó)家農(nóng)業(yè)政策的調(diào)整有關(guān)，也與農(nóng)戶(hù)的微觀選擇有關(guān)，例如在大城市周邊地區(qū)形成的糧食與蔬菜作物組合型或是糧食與水果作物組合型，就是城市化帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)作物需求。
圖2 展示的是5 個(gè)時(shí)期中國(guó)縣級(jí)行政單元內(nèi)的農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型的空間分布及其變化。
從種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型變化上看，1980-2011 年中國(guó)63.8%的縣市（1494 個(gè)） 調(diào)整了種植結(jié)構(gòu)，主要改變方向?yàn)榻档椭饕Z食作物產(chǎn)量的種植比例，增加經(jīng)濟(jì)作物和蔬菜瓜果類(lèi)作物的種植比例；空間分布來(lái)看，改變了種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型的縣主要分布于中國(guó)沿海和西部地區(qū)，未改變種植結(jié)構(gòu)的縣主要分布于中國(guó)中部地區(qū)（圖2f）。
只有近1/3 的縣級(jí)未改變農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，其中單一水稻型385 個(gè)，單一小麥型105 個(gè)，單一玉米型160 個(gè)，小麥—玉米組合型130 個(gè)，盡管如此這些縣中的主導(dǎo)作物類(lèi)型比例還是有不同程度的降低趨勢(shì)。
1980-2011 年間，雖然以單一水稻型為典型特征的種植結(jié)構(gòu)縣數(shù)比例在持續(xù)下降，水稻依然是第一大種植作物；空間分布上，1980 年中國(guó)單一水稻型作物主要分布在中國(guó)南方的11 個(gè)省市，然而到2011 年分布省份無(wú)變化，但各省內(nèi)都有不少縣調(diào)整了單一水稻型的種植結(jié)構(gòu)，以長(zhǎng)三角、珠三角和閩三角的城市化地區(qū)最為典型。
單一玉米型則主要分布在東北至西南的東三省、內(nèi)蒙古東部至廣西等地，從1980-2011 年在同一線(xiàn)上有所外擴(kuò)。
1980 年單一小麥型則主要分布在山東新疆北部、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙中部、河南、安徽北部和山東南部等地，2011 年則相對(duì)萎縮至河南、安徽北部和山東南部局部區(qū)域。
1980 年小麥—玉米組合型主要分布在山東中北部、河北南部、河南北部、山西、陜北和新疆中南部、而到2011年則萎縮至山東中北部、河北南部、河南北部、山西南部等地。
3.3 作物種植比例變化的分布
圖3 和表2 表示的是1980-2011 年中國(guó)農(nóng)作物種植比例的年際變化趨勢(shì)。全國(guó)縣級(jí)尺度上，三大糧食作物所占的農(nóng)作物種植比例呈減少趨勢(shì)，47%的水稻、61%的小麥和29.6%的玉米種植縣的種植比例呈顯著減少趨勢(shì)（p < 0.05）。
結(jié)合種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型變化看（圖2），糧食作物由水稻為主的格局調(diào)整為水稻、小麥和玉米的種植區(qū)域共存的格局；其他作物的種植比例呈現(xiàn)空間上的顯著增加。
水稻種植比例顯著減少的地區(qū)主要集中在福建、廣東和浙江等沿海省份，改變了其原始的種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型；傳統(tǒng)的水稻種植區(qū)的江西、湖南、安徽南部、四川盆地和重慶等地也有減少，但減少程度相對(duì)于沿海較輕，該地區(qū)主要的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整有別于沿海省份，基本上不改變種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型，但降低種植比例。
小麥種植比例顯著減少的地區(qū)主要集中在黃土高原地區(qū)包括甘肅南部、寧夏、陜北高原至山西一帶，這些地區(qū)的是種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型也發(fā)生了顯著調(diào)整；此外華北平原的傳統(tǒng)小麥種植區(qū)的種植比例也顯著減少，但未改變種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型。
玉米種植比例顯著減少的地區(qū)在空間上覆蓋中國(guó)的第二階梯，在高原區(qū)形成北東—西南走向，從東北三省至西南部云貴高原的條帶地區(qū)，可以稱(chēng)之為種植比例“玉米減少帶”（圖3b）；其中種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型變化的地區(qū)主要分布在云南北部、四川南部、陜西南部、湖北西部、京津冀地區(qū)和東北平原區(qū)；而種植比例減少包含約650 個(gè)縣級(jí)行政單位，覆蓋從黑龍江北部至云南西南部的15個(gè)省市。
與之相應(yīng)，經(jīng)濟(jì)作物如大豆、蔬菜、薯類(lèi)、水果和油料作物則呈增加趨勢(shì)，50.3%的大豆、87.7%的蔬菜、59.5%的薯類(lèi)、70.7%的水果和69.5%的油料種植縣的種植比例增加趨勢(shì)顯著（p < 0.05）（圖2）。
大豆的種植比例增加區(qū)主要分布在中國(guó)東北的黑龍江和吉林省南部的少量縣，而在中國(guó)其他地區(qū)都有不同程度的增加；蔬菜種植比例顯著增加的地區(qū)主要集中在沿海地區(qū)，包括京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角等大城市周邊，與城市化需求密切相關(guān)，還有一部分分布于山東半島，山東與江蘇交界，廣西東北部等縣市；薯類(lèi)種植比例顯著增加的地區(qū)主要分布于內(nèi)蒙中部、寧夏南部、甘肅西南以及西南五省市的交界山區(qū)；水果種植比例顯著增加的地區(qū)主要分布于山東煙臺(tái)、北京周邊、陜北黃土高原、新疆和東南沿海的廣東、福建等地，油料種植比例顯著增加的區(qū)域集中分布于中國(guó)的西藏南部、新疆北部，青海東部以及長(zhǎng)江中下游的湖北至安徽沿岸縣市。
此外，棉花、糖料和麻類(lèi)是區(qū)域性種植作物，全國(guó)棉花有42.2%的棉花，糖料有55.6%的糖料以及24.2%的麻類(lèi)種植縣存在種植比例變化趨勢(shì)，其中30.7%的棉花和24.4%的糖料呈增加趨勢(shì)，13.6%的麻類(lèi)呈減少趨勢(shì)，三類(lèi)作物的分布呈現(xiàn)區(qū)域性，棉花的顯著增加區(qū)主要分布于新疆，華北平原和長(zhǎng)江中下游平原；麻類(lèi)主要分布于長(zhǎng)江中下游沿岸；而糖料則零星分布于云南、廣西、廣東和福建等地。
3.4 城市地區(qū)的種植結(jié)構(gòu)變化
為了解城市化對(duì)區(qū)域性種植結(jié)構(gòu)變化的影響，將中國(guó)的城市地區(qū)按照市轄區(qū)的范圍提取了660 個(gè)城市，共717 個(gè)縣區(qū)的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)，分析城市地區(qū)種植結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)。
總體趨勢(shì)表明，城市及其周邊地區(qū)的種植結(jié)構(gòu)變化表現(xiàn)出兩個(gè)特征，
一是農(nóng)作物種植面積在過(guò)去30 年間迅速萎縮，耕地大量轉(zhuǎn)為城市建設(shè)用地，糧食作物用地和林地改為經(jīng)濟(jì)作物用地，種植結(jié)構(gòu)顯著改變，90%的縣區(qū)范圍內(nèi)農(nóng)作物種植面積減少，糧食作物面積迅速減少，而水果和蔬菜類(lèi)種植面積迅速增加；
二是種植結(jié)構(gòu)由早期的糧食作物轉(zhuǎn)向蔬菜，水果為主經(jīng)濟(jì)作物；68.6%的縣區(qū)發(fā)生了種植結(jié)構(gòu)變化，以經(jīng)濟(jì)作物中的單一蔬菜型和單一水果型為主的單一型種植結(jié)構(gòu)隨著城市擴(kuò)展而迅速增加，1980 年只有3 個(gè)縣區(qū)以蔬菜型種結(jié)構(gòu)植為主，2011 年則有54 個(gè)縣區(qū)級(jí)形狀單位以蔬菜為主；1980 年只有13 個(gè)以水果為主要種植類(lèi)型的縣區(qū)，2011 年為29 個(gè)。
224 個(gè)縣市未發(fā)生種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型變化，都是糧食作物為主，112 個(gè)是單一水稻型，3 個(gè)水稻—玉米型；6 個(gè)水稻—小麥型；20個(gè)小麥型，48個(gè)小麥—玉米型；31個(gè)玉米型。
3.5 種植結(jié)構(gòu)變化的空間集聚
運(yùn)用局部自相關(guān)方法，對(duì)11 種作物進(jìn)行空間集聚分析，獲得了1980-2011 年中國(guó)種植結(jié)構(gòu)的空間集聚特征（圖4），1300 個(gè)縣級(jí)行政單位具有作物的空間集聚效應(yīng)；其中，水稻的高度增長(zhǎng)聚集區(qū)占全國(guó)縣級(jí)行政單位的2.86%，主要分布在中國(guó)東北地區(qū)的吉林和黑龍江的松嫩平原和黑龍江的三江平原地區(qū)；
小麥的高度集聚區(qū)占5.64%，主要分布在東北的遼寧和吉林中部地區(qū)，此外在廣西地區(qū)有顯著的連片集聚區(qū)。
玉米種植結(jié)構(gòu)增長(zhǎng)的連片區(qū)占6.11%，分布在中國(guó)北方的甘肅黑河流域和寧夏，內(nèi)蒙高原中部附近；大豆的4.53%連片集聚在內(nèi)蒙古東北，黑龍江和吉林的東南等地；1.62%的麻類(lèi)集聚區(qū)主要分布在湖南，江西和湖北的交界區(qū)；棉花的高級(jí)聚集區(qū)占7.77%，主要分布在新疆全境，山東北部、天津和河北東南以及河南東部部分縣市；8.24%的蔬菜類(lèi)聚集區(qū)主要分布在京津冀地區(qū)、上海、浙江、福建的沿?？h市和珠江三角洲的外圍城市如肇慶、清遠(yuǎn)、從化和惠州等地；12%的薯類(lèi)種植比例增加的集聚區(qū)主要分布在中國(guó)的西部省份，包括從內(nèi)蒙中部，寧夏南部，甘肅南部、四川山區(qū)、重慶周邊及其與之接壤的貴州、云南等地；10%的水果種植比例集聚區(qū)主要分布在北京周邊、陜北黃土高原、新疆中南部、江西贛南、福建南部、廣州的粵東粵西兩軸和廣西南部；1.41%的糖料主要分布在貴州南部、廣西南部和廣東的雷州半島附近；9.35%的油料作物主要分布在青海東部，西藏南部，湖北東部、湖南北部、河南南部、安徽南部和江西北部的集中區(qū)域。
4 結(jié)論與討論
4.1 結(jié)論
（1） 國(guó)家尺度上的種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型變化，中國(guó)的種植結(jié)構(gòu)調(diào)整從2002 年起發(fā)生重大變化，類(lèi)型豐富度顯著增加，多元種植結(jié)構(gòu)逐漸替代單一型種植結(jié)構(gòu)。三大糧食作物的占優(yōu)單一種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型呈逐年遞減趨勢(shì)，其中既有三大糧食作物的組合型結(jié)構(gòu)混合因素，又有三大糧食作物種植面積轉(zhuǎn)換為其他作物種植面積的變化因素。
（2） 近30 年來(lái)中國(guó)出現(xiàn)的種植面積前10 位的主要種植結(jié)構(gòu)類(lèi)型有16 種。1980 年全國(guó)82.7%的縣級(jí)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)是水稻、小麥、玉米及其相互的組合型；但從2002 年起，中國(guó)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)進(jìn)入調(diào)整期，以糧食作物為主的種植結(jié)構(gòu)發(fā)生了根本性變化，前10 位中以種植糧食作物為主要種植類(lèi)型的縣數(shù)降至50.7%。
（3） 全國(guó)縣級(jí)尺度上，三大糧食作物所占的農(nóng)作物種植比例呈減少趨勢(shì)，47%的水稻、61%的小麥和29.6%的玉米種植縣的種植比例減少趨勢(shì)顯著（p < 0.05）。糧食作物以水稻為主的種植格局調(diào)整為水稻、小麥和玉米的種植區(qū)域共存的格局，其中玉米種植面積比例在空間上變化最為顯著，在中國(guó)形成東北—西南向的“玉米減少帶”，同時(shí)該區(qū)域也是中國(guó)種植結(jié)構(gòu)多樣性最豐富的地帶。作為種植結(jié)構(gòu)調(diào)整最為熱點(diǎn)的城市地區(qū)，城市化對(duì)種植結(jié)構(gòu)變化影響顯著，水果和蔬菜類(lèi)種植比例在城市化地區(qū)快速增加。
（4） 種植結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)的空間集聚區(qū)域。近30 年來(lái)中國(guó)種植結(jié)構(gòu)在1300 個(gè)縣級(jí)行政單位形成了的空間集聚效應(yīng)；其中，水稻的高度增長(zhǎng)聚集區(qū)占全國(guó)縣級(jí)行政單位的2.86%；小麥占5.64%；玉米種植結(jié)構(gòu)增長(zhǎng)的連片區(qū)占6.11%；4.53%的大豆；1.62%的麻類(lèi)；棉花的高度聚集區(qū)占7.77%；8.24%的蔬菜類(lèi)聚集區(qū)；12%的薯類(lèi)；10%的水果種植比例；1.41%的糖料；9.35%的油料作物。
4.2 討論
（1） 與種植結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的宏觀決策問(wèn)題是中國(guó)糧食安全的保障程度?！秶?guó)家糧食安全中長(zhǎng)期規(guī)劃綱要（2008-2020 年）》設(shè)定的2020 年糧食自給率為95%，其中谷物為100%，這意味著農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)變化與糧食供給能力密切相關(guān)，中國(guó)種植結(jié)構(gòu)變化對(duì)糧食安全的影響將涉及到以下幾個(gè)方面：
① 受糧食價(jià)格的影響，農(nóng)戶(hù)趨向于種植非糧食作物，或者撂荒土地；而主糧作物作為肉類(lèi)食品的低端原料，受中國(guó)人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)的肉類(lèi)食品需求影響，將原有的主糧轉(zhuǎn)作飼料投放，因此未來(lái)受糧食消費(fèi)習(xí)慣改變、國(guó)內(nèi)外糧食價(jià)格變化、區(qū)域水土資源條件等影響，依托調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)的潛力有限，進(jìn)而影響糧食安全；
② 為減少溫室氣體排放，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，越來(lái)越多的糧食作物種植區(qū)將會(huì)因生物質(zhì)能源需求上升而轉(zhuǎn)種生物質(zhì)能料作物，這將直接占用種植農(nóng)作物的耕地資源，進(jìn)而增加糧食供給保障的負(fù)荷，因此需要統(tǒng)籌糧食安全保障與生物質(zhì)燃料種植對(duì)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整；
③ 隨著城市化發(fā)展，越來(lái)越多城市周邊的農(nóng)業(yè)種植以生態(tài)觀光農(nóng)業(yè)需求為主，同時(shí)因?yàn)槲锪骷夹g(shù)的發(fā)展，增加對(duì)遠(yuǎn)程經(jīng)濟(jì)作物和水果蔬菜類(lèi)作物的需求，而改變城市近郊和傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)的種植結(jié)構(gòu)，而被置換的農(nóng)業(yè)用地也可能被城市建設(shè)用地侵占，進(jìn)而減少糧食供應(yīng)能力。
（2） 種植結(jié)構(gòu)變化的驅(qū)動(dòng)因素分析。一般研究認(rèn)為，種植結(jié)構(gòu)變化的驅(qū)動(dòng)是政策、技術(shù)進(jìn)步、社會(huì)需求、經(jīng)濟(jì)效益、自然條件等多因素綜合的作用過(guò)程[19]。也有研究選擇單一作物水稻的種植面積變化與驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行定量分析表明，除了上述原因外，城市化和氣候變化也是驅(qū)動(dòng)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要因素。
然而，本研究中種植結(jié)構(gòu)變化并不是線(xiàn)性趨勢(shì)，而是在某一階段迅速發(fā)生突變，因而種植結(jié)構(gòu)演變的驅(qū)動(dòng)因素尚難以定量化，就定性的描述來(lái)說(shuō)，中國(guó)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的幾大重要因素包括：
① 城市化水平提升改變了城市周邊地區(qū)的種植類(lèi)型，將原有糧食作物改種為水果、蔬菜類(lèi)經(jīng)濟(jì)作物，另外直接減少耕地面積，減少種植面積；
② 不同作物的價(jià)格差異驅(qū)動(dòng)種植者將經(jīng)濟(jì)價(jià)值低的作物改種為價(jià)值高的作物；
③ 技術(shù)進(jìn)步包含兩個(gè)方面，一是農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步，提升了作物產(chǎn)量和種植面積，另外則是物流成本降低，加大了不同種植區(qū)間的作物需求交換；
④ 近30年中國(guó)農(nóng)業(yè)投入的加大，特別是單位面積的農(nóng)業(yè)投入提升大大增加了總的作物產(chǎn)量，相應(yīng)地就減少了作物種植面積的需求；
⑤ 肉類(lèi)消耗，增加了飼養(yǎng)作物牲畜所需的主糧作物的供應(yīng)；
⑥ 氣候變化的影響，已有研究表明近30 年中國(guó)的氣候變化對(duì)作物產(chǎn)量和種植面
積都有溫和的正效應(yīng)；而在過(guò)去的50 年中，由于氣候變暖造成了全國(guó)種植制度改變玉米、冬小麥和雙季稻種植北界北移，也為結(jié)構(gòu)變化提供了地理空間。
為此，種植結(jié)構(gòu)變化的影響及驅(qū)動(dòng)因素的時(shí)空分異特征將是下一步研究的重點(diǎn)。
參考文獻(xiàn):略
中國(guó)鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)網(wǎng)轉(zhuǎn)自：地理學(xué)報(bào)（2016年第5期）
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